12000空分装置设备及运行总结

KDONAr-12000/20000/400空分装臵设备及运行总结

张明荣刘发友朱卫东韩学华刘连刚

（山东寿光巨能特钢有限公司，山东寿光 262711）

摘要：简要介绍了KDONAr-12000/20000/400空分装臵的一些设备特点，对运行中出现的问题进行分析并采取改进和修正措施，提高了空分装臵的安全稳定性。

关键词：空分装臵；设备；运行；总结

山东寿光巨能特钢有限公司于2007年9月投运的KDONAr-12000/20000/400型空分装臵，采用DCS控制、全低压常温分子筛吸附纯化、增压透平膨胀机制冷、规整填料塔全精馏无氢制氩和氧、氮外压缩流程。现将该空分装臵的一些设备特点以及运行中出现的问题处理进行总结如下，供同行参考。

1、空压机进气过滤系统

空压机进气过滤系统采用自洁式空气过滤器，处理气量按照空分运行所需气量（61500m3/h）的2倍考虑，主要是因为在二期技改项目中还配套一台进口阿特拉斯10000Nm3/h/0.9MPa（A）的压缩空气用离心式空压机，因此将这台离心式空压机与空分用空压机的空气过滤系统合二为一，在不增加总的设备投资的前提下，充分利用了空分用主空压机的空气过滤系统的优越性，提高了压缩空气最终可用压缩空气的气量和质量，也降低了其进气过滤器的更换费用（进口空压机进气过滤器的价格非常高）。

2、空压机系统

空压机系统配套沈鼓集团的DH80-26型离心式压缩机，从压缩机的整体运行情况来看，振动、轴承温度等都比较正常，但有以下几个方面的问

题值得注意：

2.1 由于压缩机随机配备的四级排气管道波纹管膨胀节安装不当致使四级蜗壳被膨胀节产生的盲板力拉裂，后经生产厂家、设计单位以及我公司技术人员共同分析，根据现场实际情况去掉了波纹管膨胀节重新进行配管设计、安装后运行正常。通过这件事说明在工程设计施工中一定要彻底了解所用设备的性能和特点，不能有一丝差错，否则可能会适得其反。

2.2 空压机进口导叶内装有22只普通62H型轴承，在空压机运行初期我们的运行方式是开大空压机进口导叶，使空压机出口放空防喘振阀维持较大放空量，当纯化系统切换时利用防喘振阀压力跟踪调节功能调整出口压力在设定数值，但是这种运行方式不但出口压力波动较大，放空量也较大，即空压机能耗较高，另外还会使轴承由于长时间不动作而积灰较多转动不灵活。针对以上情况我们调整了空压机运行方式，即在正常运行时使空压机出口放空防喘振阀基本在关闭位臵，当纯化系统切换时手动调节进口导叶与防喘振阀出口压力调节配合维持出口压力在设定数值，不但减小了出口压力波动幅度，也减小了放空气量，降低了空压机能耗，并且由于调节进口导叶时轴承也随之动作，避免了轴承积灰较多转动不灵活故障的发生。

2.3 由于空压机随机配备的排油烟风机油烟分离器分离效果不好，使排油烟出口处到处是油污，不但影响了环境美观，并且在风大时飘入空压机进气过滤系统，造成了较大的安全隐患。我们经过与同行人员进行交流并经过仔细分析后，利用油、烟比重不同的原理自制油烟分离器，运行效果很好，彻底解决了油烟分离分离不彻底的问题。

3、空气预冷系统

空气预冷系统主要有两个特点，一是按照产品氮气使用最小量考虑进行设计，使污氮气和产品氮气没有放空全部被利用，并且将出空冷塔空气最高温度设计为18℃，把冷水机组只作为紧急备用，从而提高了系统运行的可靠性。二是在空气冷却塔顶部设有惯性分离器及丝网分离器，确保冷却后的工艺空气中无游离水份进入分子筛纯化系统。有以下几个方面的问题值得注意：

3.1 由于冷冻水回流与冷冻水泵入口管直接相连，所以在冷冻水回流阀开启的情况下空冷塔内空气会通过冷冻水回流管路进入冷冻水泵入口，从而造成冷冻水泵无法起动。后来我们将冷冻水回流管路改接至水冷塔本体，使冷冻水泵可以顺利启动。

3.2 2007年4月由于空压机励磁系统故障发生空压机跳车事故，由于没有及时关闭空冷塔水位自调节阀，致使循环水倒流回空冷塔，幸亏发现及时未造成空压机进水和分子筛进水事故，发生此次事件后规定空分设备停车后必须将空冷塔水位调节阀打手动并关闭，确保空压机和纯化系统安全。

4、分子筛纯化系统

分子筛纯化系统按照最高进气温度18℃设计，而在空气预冷系统正常运行不投水冷机组的情况下进气温度一直≤16℃，因此分子筛纯化系统吸附杂质的富裕量较大，从而提高了分子筛纯化系统运行的安全保证性。曾经出现过的问题只有一个，就是在空分装臵投运初期，由于两组分子筛纯化系统切换时空气压力波动大影响了空分精馏系统运行工况的稳定性，后

来对两组分子筛切换时各个阶段阀门开度进行了适当调整，并在切换时调整空压机进口导叶开度进行配合，使空气压力几乎无波动，保证了空分精馏系统运行工况的稳定性。

5、膨胀机系统

膨胀机系统包括两台完全独立运行的高效增压透平膨胀机，从实际运行情况来看运行效率、振动以及轴承温度都达到了设计要求，只是由于流量计安装在了增压空气回流管路上不能反映真实的膨胀空气量，对精馏工况的调整增加了难度。在膨胀机试车阶段发生过一次事故，具体情况如下：在正常起动1#膨胀机后起动2#膨胀机时，发现随着2#膨胀机的转速逐步增加但其膨胀空气流量几乎不变，并且停1#膨胀机时2#膨胀机也同时停止运行，另外在1#膨胀机停运是2#膨胀机无法单独启动，经仔细检查发现2#增压机进气阀门损坏无法打开，将这个阀门更换后一切恢复正常。

6、分馏塔系统

分馏塔系统包括氧、氮精馏系统和氩精馏系统，氧、氮产品的产量和质量现均已达到设计要求，氩产品由于由于设备存在一些不完善之处而问题较多。分馏塔系统从开始运行到现在主要有以下几个问题：

6.1 在氧气压缩机尚未运行时下塔液空含氧量比较稳定，但在氧透投入运行后，液空含氧量经常发生大的波动，开始以为是氧压机压缩量调整时空分氧气产量调节阀调节滞后原因引起的，但是经过一段时间观察后才发现是由于氧压机放空位臵正好对着空压机入口过滤器，每当氧压机放空时氧气进入空压机使空气含氧量变化而造成空含氧量的波动，将氧压机放空位臵调整后此现象得到彻底解决